主动支撑巷旁充填沿空留巷的方法技术

本发明专利技术公开的一种主动支撑巷旁充填沿空留巷方法，首先根据围岩条件超前工作面对保留巷道进行巷内支护与加强支护，在工作面后方，沿采空区的边缘采用木垛、矸石或预制砌块等构筑巷旁充填墙，在充填墙上铺设高强密封充填袋，通过注浆泵向充填袋内注充添加速凝早强剂的水泥凝浆液或高膨胀材料，工作面后部顶板活动稳定后拆除加强支护，使高强密封充填袋与顶板紧密接触，形成对顶板施加主动支撑力。通过提供巷旁充填墙初撑力，增强巷旁充填体的切顶能力，并减小留巷顶板的初始下沉量，提高顶板的稳定性，提高沿空留巷质量，减小保留巷道的返修率。其方法简单，操作方便，效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿开采
，特别是涉及一种可以提供主动支撑作用的巷旁充填沿空留巷的方法。
技术介绍
沿空留巷作为一种无煤柱护巷技术是合理地开发现有煤炭资源、提高煤炭资源采出率的一种有效途径。根据对现有无煤柱开采系统的分析，沿空留巷一般可使矿井回采率提高10%以上，巷道掘进率和巷道维修费可降低30%左右，有些矿井降低幅度高达40%以上。沿空留巷技术可以大幅减少矿井巷道掘进量、缓解采掘接替紧张、缩短工作面搬家时间、防止发火，及延长矿井服务年限等。同时该技术为解决高瓦斯矿井的瓦斯治理提供了便利与可能，提高了矿井开采的安全性，具有明显的技术和经济效益，是煤矿开采及回采巷道支护技术的一项重大改革。其缺点是沿空留巷要经受两次采动影响，其矿压显现和巷道维护都比较复杂，巷道的维护难度也大。总体来说沿空留巷技术的研究和推广对我国煤炭工业的发展具有积极而重要的意义，不管现在还是将来，该技术都是我国煤炭资源开采的重要发展方向。到目前为止，国内外在沿空留巷基础研究方面已做了大量的工作，比较全面地分析了沿空留巷围岩应力状态以及“支护一围岩”相互作用关系。在沿空留巷技术的应用方面也进行了多方面的探索，积累了丰富的经验，从薄煤层到厚煤层，从缓倾斜煤层到急倾斜煤层，都己有沿空留巷的应用经验。但是，巷旁支护作为沿空留巷的一个难点，在我国却一直没有得到很好地解决。沿空留巷技术的成功应是巷内支护与巷旁支护联合作用的结果，其中巷旁支护是沿空留巷支护技术的关键，沿空留巷技术成败的关键是巷旁支护能否适应沿空巷道的顶板运动规律，有效地控制巷留围岩的变形破坏。在国内外沿空留巷技术的发展中，应用较广的巷旁支护主要有:木垛巷旁支护、密集支柱巷旁支护、矸石带巷旁支护、人造砌块巷旁支护以及泵送充填巷旁支护技术等。现有巷旁支护的共同特点之一，就是都属于被动受力，在顶板下沉中逐步产生并提高支撑力，从而阻止顶板的进一步下沉与变形破坏。根据工作面顶板控制的基本原理，支架的主动支撑能力(初撑力)在顶板稳定性控制中具重要作用，提高支架的初撑力一直是工作面管理的重要内容。对于沿空留巷的受力分析可知，巷旁充填体的支护作用与工作面支架类似，因此采用具有一定初撑力的巷旁支护对于提高沿空留巷质量，减小返修率具有重要作用。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的是克服已有技术中的不足，提供一种主动支撑巷旁充填沿空留巷方法，通过增强巷旁充填体的切顶能力，并减小留巷顶板的初始下沉量，从而提高顶板的稳定性。技术方案:本专利技术的，包括如下步骤:a、在原有巷内支护的基础上，在采煤工作面前方的保留巷道内采用单体液压支柱加铰接顶梁组进行加强支护； b、在采煤工作面后部的采空区临近保留巷道一侧，采用木垛、矸石或预制砌块构筑临近顶板高度的留巷充填墙，然后在留巷充填墙临近顶板高度之间铺设承压大于IOMPar的高强密封充填袋； C、通过注浆泵向高强密封充填袋内注入加有速凝水泥凝浆液，使高强密封充填袋与顶板紧密接触，形成对顶板施加主动支撑力，待采煤工作面后部顶板活动稳定后拆除单体液压支柱加铰接顶梁组。所述的高强密封充填袋的高度不小于充填墙高度的1/10。有益效果:本专利技术的主动支撑巷旁充填沿空留巷方法，通过提供巷旁充填墙初撑力，增强巷旁充填体的切顶能力，并减小留巷顶板的初始下沉量，提高顶板的稳定性，提高沿空留巷质量，减小保留巷道的返修率。根据围岩条件在回采工作面前方对保留巷道进行巷内支护，在工作面后部，跟随工作面推进进行巷旁支护。所述巷内支护方式可采用工字钢梯形刚性金属支架、工字钢梯形可缩性金属支架、U型钢可缩性金属支架、锚杆支护、锚网索支护，或者以上述两种或两种以上形式的联合；所述巷旁支护由巷旁充填墙配合高压初撑装置所组成；首先采用木垛、矸石或预制砌块等筑成所述的巷旁充填墙，然后在充填墙上铺设高压初撑装置，所述高压初撑装置采用高强密封充填袋做成，向其内注充添加速凝早强剂的水泥凝浆液，通过增强巷旁充填体的切顶能力，减小了留巷顶板的初始下沉量，从而提高了顶板的稳定性，提高了沿空留巷质量，减小了保留巷道的返修率。巷旁充填也可采用泵送速凝鼓胀材料浇筑充填墙或其它高初撑力充填墙进行替代。通过主动支撑巷旁充填沿空留巷，有利于改善沿空留巷技术的使用效果。其方法简单，操作方便，效果好，具有广泛的实用性。附图说明图1为本专利技术的沿空留巷工作面平面示意 图2为本专利技术的沿空留巷巷道剖面结构示意 图3为本专利技术的高压密封充填袋结构图。图中:1采煤工作面，2采空区，3巷旁充填带，4单体液压支柱加铰接顶梁组，5保留巷道，6巷内支护，7锚索，8留巷顶板岩层，9锚杆，10架棚，11留巷充填墙，12高强密封充填袋，13充填袋注充接口。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步的说明: 本专利技术的主动支撑巷旁充填沿空留巷方法，包括三个方面:保留巷道巷内支护与加强支护、构筑保留巷道的充填墙和对保留巷道顶板施加初撑力。具体操作步骤如下: a、首先根据留巷顶板岩层8的条件，以及采空区2内的顶板活动规律，在要保留巷道内采取巷内支护6，可采用架棚10或锚杆9进行巷内支护，对于破碎顶板可采用两者结合的支护方式。按常规方法采用架棚10、锚杆9对工作面巷道进行的巷内支护6，架棚支护10包括工字钢梯形刚性金属支架、工字钢梯形可缩性金属支架、U型钢可缩性金属支架中的任何一种；锚杆支护9可配以锚索7和金属网进行支护；即在原有巷内支护的基础上，在采煤工作面I前方的保留巷道5内采用单体液压支柱加铰接顶梁组4进行加强支护，在保留巷道5的施工过程中，应超前采煤工作面I进行加强支护，超前距离应大于超前支承压力影响范围；采煤工作面I后方保留加强支护的长度不小于50m，当顶板活动滞后范围较大时，保留加强支护段长度应超过顶板活动滞后距离； b、采煤工作面I推进I 2个循环后，在加强支护及巷内支护6的保护下，在采煤工作面I后部的采空区2临近保留巷道5 —侧构筑保留巷道的充填墙，采用木垛、矸石或预制砌块在巷旁充填带3构筑临近顶板高度的留巷充填墙11，然后在留巷充填墙11临近顶板高度之间铺设承压大于IOMPar的高强密封充填袋12 ;留巷充填墙11的一个砌筑循环结束后，在充填墙11与顶板岩层8间的空隙内铺设高压密封充填袋12 ； C、采用注浆泵通过充填袋注充接口 13向高强密封充填袋12内注入加有速凝水泥凝浆液，对顶板施加初撑力，注充压力不小于IMPa，充实后充填袋高度不小于充填墙11高度的1/10，充填袋内浆液凝固后，形成整体密封性较好的墙体，对顶板形成主动支护；待采煤工作面I后部顶板活动稳定后拆除用单体液压支柱加铰接顶梁组4进行的加强支护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动支撑巷旁充填沿空留巷的方法，其特征在于，包括如下步骤：a、在原有巷内支护(6)的基础上，在采煤工作面(1)前方的保留巷道(5)内采用单体液压支柱加铰接顶梁组(4)进行加强支护；b、在采煤工作面(1)后部的采空区(2)?临近保留巷道(5)一侧，采用木垛、矸石或预制砌块构筑临近顶板高度的留巷充填墙(11)，然后在留巷充填墙(11)临近顶板高度之间铺设承压大于10MPar的高强密封充填袋(12)；c、通过注浆泵向高强密封充填袋(12)内注入加有速凝水泥凝浆液，使高强密封充填袋(12)与顶板紧密接触，形成对顶板施加主动支撑力，待采煤工作面(1)后部顶板活动稳定后拆除单体液压支柱加铰接顶梁组(4)。

【技术特征摘要】
1.一种主动支撑巷旁充填沿空留巷的方法，其特征在于，包括如下步骤: a、在原有巷内支护(6)的基础上，在采煤工作面(I)前方的保留巷道(5)内采用单体液压支柱加铰接顶梁组(4)进行加强支护； b、在采煤工作面(I)后部的采空区(2)临近保留巷道(5)—侧，采用木垛、矸石或预制砌块构筑临近顶板高度的留巷充填墙(11)，然后在留巷充填墙(11)临近顶板高度之间铺设承压大...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培举，刘长友，鲁岩，张宁波，郭卫彬，路鑫，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：